本發(fā)明涉及太陽能電池，具體涉及一種彩色太陽能電池片、制備方法及應(yīng)用。
背景技術(shù)：
1、隨著全球能源需求的增長和可再生能源技術(shù)的快速發(fā)展，太陽能電池作為清潔能源轉(zhuǎn)換的重要手段，在光伏發(fā)電、分布式能源系統(tǒng)、光伏建筑一體化(bipv)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。然而，傳統(tǒng)太陽能電池通常以深藍(lán)色或黑色為主，主要由于其光吸收材料和抗反射層的固有特性。這種單一的色調(diào)限制了太陽能電池在建筑、車載光伏、消費(fèi)電子及其他美學(xué)需求較高的場(chǎng)景中的應(yīng)用。因此，如何在不顯著降低光電轉(zhuǎn)換效率的前提下，實(shí)現(xiàn)太陽能電池的多樣化色彩調(diào)控，成為當(dāng)前光伏行業(yè)和學(xué)術(shù)界關(guān)注的研究熱點(diǎn)之一。
2、目前，實(shí)現(xiàn)彩色太陽能電池的技術(shù)途徑主要包括以下幾種：
3、表面鍍膜與干涉結(jié)構(gòu)：采用光學(xué)薄膜(如二氧化鈦(tio2)、氧化硅(sio2)等)或光子晶體結(jié)構(gòu)，通過薄膜厚度和折射率的精確設(shè)計(jì)，使特定波長的光發(fā)生干涉或衍射，從而呈現(xiàn)特定顏色。然而，這種方法通常對(duì)入射角度敏感，導(dǎo)致顏色隨觀察角度變化，且鍍膜工藝復(fù)雜，成本較高。此外，部分干涉膜可能會(huì)增加光學(xué)損耗，從而降低光電轉(zhuǎn)換效率。
4、色彩濾光片：在太陽能電池表面疊加特定的濾光片，使其反射特定波段的光，同時(shí)透射其他波段的光用于光電轉(zhuǎn)換。這種方法可實(shí)現(xiàn)較高的色彩飽和度，但通常會(huì)導(dǎo)致光吸收減少，進(jìn)而降低電池的能量轉(zhuǎn)換效率。此外，濾光片本身的耐候性和長期穩(wěn)定性也是一個(gè)需要解決的問題。
5、顏料摻雜或光學(xué)染料層：通過在封裝層中添加顏料或染料，使太陽能電池呈現(xiàn)特定顏色。這種方法工藝較為簡(jiǎn)單，色彩可控，但顏料和染料通常會(huì)吸收部分可見光，導(dǎo)致入射光利用率降低。此外，部分染料的耐候性較差，在長時(shí)間戶外使用過程中可能會(huì)出現(xiàn)褪色或降解現(xiàn)象。
6、納米材料調(diào)控：采用金屬納米顆?；蛄孔狱c(diǎn)敏化材料，通過表面等離子共振效應(yīng)等，實(shí)現(xiàn)彩色太陽能電池的構(gòu)筑。這種方法可在一定程度上減少光損失，但制備工藝復(fù)雜，且部分納米材料的長期穩(wěn)定性仍需優(yōu)化。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種彩色太陽能電池片、制備方法及應(yīng)用。本發(fā)明所提供電池片通過在光伏封裝膠膜中摻入適量的轉(zhuǎn)光材料，使其在保證高透過率的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)高色彩飽和度。
2、本發(fā)明所采用的技術(shù)解決方案如下：
3、本發(fā)明的目的之一在于提供一種彩色太陽能電池片，包括電池片本體，在電池片本體的頂面設(shè)置有彩色光伏封裝膠膜，彩色光伏封裝膠膜是將膠膜材料與轉(zhuǎn)光材料混合后制得；所述轉(zhuǎn)光材料采用xd1材料、xd2材料或兩種材料的混合；xd1材料為3-(2-苯并噻唑基)-7-(二乙氨基)香豆素；xd2材料為7-(二乙胺基)香豆素。
4、本發(fā)明的目的之二在于提供一種如上所述彩色太陽能電池片的制備方法，包括以下步驟：
5、a、將膠膜材料加入溶劑中，溶解得到膠膜材料溶液；然后將轉(zhuǎn)光材料加入膠膜材料溶液中，得到混合液；
6、b、將混合液進(jìn)行溶解與去泡處理；
7、c1、將溶解與去泡處理后的混合液涂覆在電池片本體表面，然后固化成膜，得到彩色太陽能電池片；
8、或?qū)⒉襟Ec1替換為以下步驟：
9、c2、將溶解與去泡處理后的混合液預(yù)先制備出膜層，然后通過層壓工藝，將膜層貼合至電池片本體表面，再經(jīng)冷卻定型，得到彩色太陽能電池片。
10、上述轉(zhuǎn)光材料采用xd1材料、xd2材料或兩種材料的混合；xd1材料為3-(2-苯并噻唑基)-7-(二乙氨基)香豆素；xd2材料為7-(二乙胺基)香豆素；轉(zhuǎn)光材料的添加量為膠膜材料用量的0.1％至10％之間，以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)。
11、本發(fā)明的目的之三在于提供一種如上所述彩色太陽能電池片的應(yīng)用，具體地該彩色太陽能電池片能夠在光伏建筑一體化、光伏車載系統(tǒng)、裝飾性太陽能組件、消費(fèi)電子和智能家居領(lǐng)域中進(jìn)行應(yīng)用。尤其適用需要兼顧美觀與能量轉(zhuǎn)換效率的光伏應(yīng)用場(chǎng)景。
12、本發(fā)明的有益技術(shù)效果如下：
13、本發(fā)明提供一種色彩豐富、穩(wěn)定性高的太陽能電池片，在制備過程中，將轉(zhuǎn)光材料與封裝膠膜材料混合，可通過直接在太陽能電池片表面制備成膜，或制備成膜后通過層壓法形成封裝。本發(fā)明使用轉(zhuǎn)光材料來代替普通染料，能夠在保證高透過率的情況下，實(shí)現(xiàn)高的色彩飽和度。通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)光材料的添加比例，實(shí)現(xiàn)了相比較純封裝材料條件下，更低的反射率和更高的外量子效率。
14、本發(fā)明所制備的彩色太陽能電池片色彩豐富，穩(wěn)定性高，可用于光伏建筑一體化(bipv)、光伏車載系統(tǒng)、裝飾性太陽能組件及其他需要兼顧美觀與能量轉(zhuǎn)換效率的光伏應(yīng)用場(chǎng)景。
1.一種彩色太陽能電池片，包括電池片本體，其特征在于：在電池片本體的頂面設(shè)置有彩色光伏封裝膠膜，彩色光伏封裝膠膜是將膠膜材料與轉(zhuǎn)光材料混合后制得；所述轉(zhuǎn)光材料采用xd1材料、xd2材料或兩種材料的混合；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種彩色太陽能電池片，其特征在于：所述彩色光伏封裝膠膜是以溶解狀態(tài)在電池片本體表面旋涂形成；或預(yù)先制備而成，然后通過層壓封裝至電池片本體表面；彩色光伏封裝膠膜的厚度為0.1mm-1mm。
3.如權(quán)利要求1或2所述彩色太陽能電池片的制備方法，其特征在于包括以下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述彩色太陽能電池片的制備方法，其特征在于，步驟a中：所述轉(zhuǎn)光材料采用xd1材料、xd2材料或兩種材料的混合；
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述彩色太陽能電池片的制備方法，其特征在于，步驟a中：所述膠膜材料采用乙烯-醋酸乙烯共聚物或聚烯烴彈性體；所述溶劑為甲苯；膠膜材料溶液的濃度為200-300mg/ml。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述彩色太陽能電池片的制備方法，其特征在于，步驟b中：采用加熱升溫溶解的方式，將混合液置于100-120℃的溫度下加熱攪拌，直到膠膜材料完全溶解；隨后，采用超聲震蕩去除混合液中的氣泡。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述彩色太陽能電池片的制備方法，其特征在于，步驟c1和步驟c2中：所述電池片本體采用晶硅太陽能電池、碲化鎘太陽能電池、砷化鎵太陽能電池、鈣鈦礦太陽能電池或有機(jī)太陽能電池中的電池片。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述彩色太陽能電池片的制備方法，其特征在于，步驟c1中：電池片本體在涂覆混合液之前，先進(jìn)行預(yù)加熱，并且預(yù)加熱溫度與混合液的溶解溫度保持一致；固化處理采用熱固化或紫外光固化；
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述彩色太陽能電池片的制備方法，其特征在于，步驟c1和步驟c2中：
10.如權(quán)利要求1或2所述彩色太陽能電池片能夠在光伏建筑一體化、光伏車載系統(tǒng)、裝飾性太陽能組件、消費(fèi)電子和智能家居領(lǐng)域中進(jìn)行應(yīng)用。